内容正文:
5.2.1 三角函数的概念
高中数学必修第一册
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匀速圆周运动是现实生活中周期现象的代表,在前面的学习中,我们知道函数是描述客观世界变化规律的重要数学模型,那么匀速圆周运动的运动规律该用什么函数模型刻画呢?
任务:建立一个模型,刻画点的位置变化情况.
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问题探究
如图,以单位圆的圆心为坐标原点,以射线为轴的非负半轴,建立直角坐标系,点的坐标是,点的坐标是.
点从点开始在单位圆上运动.
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问题探究
探究:1.这个运动过程中有哪些变量?判断它们之间是否有函数关系,如果有,能否写出函数解析式?
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问题探究
探究:2.如何求角终边与单位圆的交点的坐标呢?
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问题探究
探究:3.任意给定一个角,点的坐标唯一确定吗?
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问题探究
1.三角函数的定义:正弦函数、余弦函数、正切函数的统称。
如图,设是一个任意角,它的终边与单位圆相交于点,那么:
把点的纵坐标叫做的正弦函数,记作,即;
把点的横坐标叫做的余弦函数,记作,即;
把点的纵坐标与横坐标的比值叫做的正切,记作,即
知识小结
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按照函数的定义与常用的符号,通常将它们记为:
正弦函数:;
余弦函数:;
正切函数:
知识小结
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探究:4.任意角三角函数的定义域分别是什么呢?
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问题探究
注意点:
(1)三角函数值是比值,是一个实数.
(2)三角函数值的大小只与角的大小有关.
知识小结
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探究:5.根据任意角的三角函数的定义,将这三个函数的值在象限的符号填入下图中的括号里.
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问题探究
探究:6.终边相同的角的三角函数值有何关系?
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问题探究
公式一:终边相同的角的同一三角函数的值相等.
即,
,
,
其中
知识小结
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例1 (1)求的正弦、余弦和正切值.
典例精析
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例1 (2)若角的终边经过点,求的值.
1或-1
典例精析
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变式1 (1)利用三角函数的定义,求的正弦、余弦和正切值.
典例精析
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变式1 (2)已知角的终边过点,求角的三角函数值.
典例精析
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例2 如图,设是一个任意角,它的终边上任意一点(不与原点重合)的坐标为,点与原点的距离为
求证:
典例精析
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一般地,对于任意角,角终边上的任意一点的坐标为,它到原点的距离,那么.
知识小结
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例3 (1)确定下列三角函数的符号:
(1);
(2);
(3).
<0
>0
=0
典例精析
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例3 (2)若,且,则角是( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
C
典例精析
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变式2 (1)确定下列三角函数的符号:
(1); (2);
(3); (4);
(5) (6).
>0
<0
=0
<0
>0
>0
典例精析
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变式2 (2)对于①,②,③,④,⑤与⑥,选择恰当的关系式序号填空:
(1)角为第一象限角的充要条件是____________________;
(2)角为第二象限角的充要条件是____________________;
(3)角为第三象限角的充要条件是____________________;
(4)角为第四象限角的充要条件是____________________;
①③或①⑤或③⑤
①④或①⑥或④⑥
②④或②⑤或④⑤
②③或②⑥或③⑥
典例精析
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例4 求下列三角函数值:
(1);
(2);
(3).
0.645
典例精析
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变式34 求下列三角函数值:
(1);
(2);
(3).
1
典例精析
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$$